CN111422090B - 无线充电的线圈对准方法、系统及无线充电发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线充电的线圈对准方法、系统及无线充电发射装置，所述方法适用于可移动的无线充电发射装置，所述方法获取待充电车辆的车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；通过所述测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置，并结合无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，控制所述无线充电发射装置的发射线圈与所述无线充电接收线圈对准。采用可移动的无线充电发射装置实现无线充电中发射线圈和接收线圈的自动对准，提高线圈对准精度，无线充电效率提升。

Description

无线充电的线圈对准方法、系统及无线充电发射装置
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及无线充电的线圈对准方法、系统及无线充电发射装置。
背景技术
现有电动汽车的无线充电方式为：在电动汽车底盘上安装无线充电接收线圈，充电车位的地面固定安装无线充电发射线圈，驾驶员驾驶汽车精准地停放在充电车位，使得电动汽车中的接收线圈和地面的发射线圈对准，通过发射线圈向接收线圈传输电能，从而实现电动汽车的无线充电。
然而，驾驶员在驾驶汽车时，很难确定无线发射线圈在车底下方的具体位置，驾驶员精准地停放电动汽车的难度较大。因此，现有的无线充电汽车充电过程中，要么需反复对准，非常耗时，要么无线充的电接收线圈与发射线圈的对准精度较差。在无线充电的接收线圈与发射线圈对不准时会严重影响充电效率。
发明内容
本发明实施例提供一种无线充电的线圈对准方法、系统及无线充电发射装置，旨在解决现有无线充电的接收线圈与发射线圈对不准，充电效率差的问题。
本发明实施例是这样实现的，提供一种无线充电的线圈对准方法，所述方法适用于可移动的无线充电发射装置，所述无线充电发射装置包括发射线圈以及测距模块，所述方法包括以下步骤：
S1：获取待充电车辆的车辆停放信息和所述待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；
S2：所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；
S3：在沿着所述车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，通过所述测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置；
S4：根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；
S5：根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的发射线圈与所述无线充电接收线圈对准。
更进一步的，所述步骤S3包括如下步骤：
所述测距模块定时发射测距信号，当所述测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，将所述测距结果记录为有效距离；
将连续检测到的所述有效距离的中间值作为所述无线充电发射装置与所述车轮的相对距离。
更进一步的，所述步骤S4包括如下步骤:
根据所述车辆停放信息以及所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，确定所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置；
根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置和所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置。
更进一步的，所述车辆停放信息包括停放车位和停放方向，其中，通过停车场管理系统和/或汽车信息网联系统获取所述停放方向。
此外，本发明还提供一种无线充电发射装置，所述装置为可移动的无线充电发射装置，所述装置包括测距模块、无线充电发射线圈、行驶控制模块以及通讯模块；
所述通讯模块，用于与充电管理平台通讯连接；
行驶控制模块，用于通过所述通讯模块从所述充电管理平台中获取待充电车辆的车辆停放信息和所述待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；
所述测距模块，用于在沿着所述车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置，并将所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置发送至所述行驶控制模块；
所述行驶控制模块，还用于根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，计算出所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；并根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的无线充电发射线圈与所述无线充电接收线圈对准。
更进一步的，所述测距模块包括：
有效距离获取单元，用于所述测距模块定时发射测距信号，当所述测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，将所述测距结果记录为有效距离；
相对距离获取单元，用于将连续检测到的所述有效距离的中间值作为所述无线充电发射装置与所述车轮的相对距离。
更进一步的，所述行驶控制模块包括:
第一相对位置确定单元，用于根据所述车辆停放信息以及所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，确定所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置；
第二相对位置确定单元，用于根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置和所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置。
此外，本发明实施例还提出一种无线充电的线圈对准系统，其特征在于，所述系统包括可移动的无线充电发射装置、充电管理平台和汽车网联信息系统，所述充电管理平台分别与所述汽车信息网联系统和无线充电发射装置通讯连接；
所述充电管理平台从所述汽车信息网联系统获取待充电车辆的车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，并将所述待充电车辆的车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置发送至所述无线充电发射装置；
所述无线充电发射装置包括通讯模块，用于接收所述充电管理平台发送的所述待充电车辆的车辆停放信息和所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；在沿着所述车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，通过所述测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置；根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的无线充电发射线圈与所述无线充电接收线圈对准。
更进一步的，所述汽车信息网联系统获取所述待充电车辆停车前档位使用情况，根据所述档位使用情况判定所述待充电车辆的入库方式；
根据所述入库方式判断所述待充电车辆的停放方向；
其中，所述进入方式包括前进入库和倒车入库。
更进一步的，所述系统还包括与所述充电管理平台通讯连接的停车场管理系统；
所述停车场管理系统用于获取所述待停放车辆的车辆停放信息，并将所述车辆停放信息传输至所述充电管理平台；
其中，所述车辆停放信息包括停放车位和停放方向。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明无线充电的线圈对准方法中无线充电发射装置从充电管理平台获取待充电车辆的车辆停放信息以及车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置之后，先根据车辆停放信息移动到待充电车辆的停放车位，再结合车辆停放方向以及无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制无线充电发射装置移动到待充电车辆的车底，并停放在无线充电发射装置中的无线发射线圈与车辆的无线充电接收线圈对准处，为待充电车辆传输电能。采用可移动的无线充电发射装置实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的自动对准，线圈对准精度高，提高了车辆的无线充电效率。
附图说明
图1是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准系统的架构示意图；
图2是本发明实施例涉及的无线充电发射装置的结构示意图;
图3是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准方法的交互时序图；
图4是本发明实施例涉及的停车场的车位的示意图；
图5是本发明实施例涉及的停车场的车位的另一示意图；
图6是本发明实施例涉及的待充电车辆的俯视示意图；
图7是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准方法的流程示意图；
图8是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准方法的车轮测距示意图；
图9是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准方法的另一车轮测距示意图；
图10是本发明实施例涉及的无线充电的线圈对准装置的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
图1示出了本发明实施例适用的无线充电的线圈对准系统的架构，该无线充电的线圈对准系统包括可移动的无线充电发射装置100、充电管理平台200以及汽车网联信息系统300。充电管理平台200分别与无线充电发射装置100以及汽车网联信息系统300通讯连接。如图2所示，无线充电发射装置100包括轮子101、测距模块102以及无线充电发射线圈103，轮子101用于实现无线充电装置的自由移动，测距模块102用于测量无线充电发射装置与车辆车轮间的相对距离，无线充电发射线圈103用于传输电能。图1中示出的系统架构并不构成对本系统的限定，可以包括比图示更多或更少的终端或系统，或者终端与系统的不同连接方式。
在本发明实施例中，用于通讯连接的网络可以是LAN（局域网）、WAN（广域网）、无线网络、点对点网络、星形网络、令牌环网络、网络集线器网络或其他配置，在本发明中不受限制。
其中，充电管理平台100可以为远程Web服务器。可以是一台服务器，也可以是由若干台服务器组成的服务器群，或者是一个云计算服务中心，可进行数据的存储和处理。
参照图3，提供了本发明无线充电的线圈对准系统中无线充电发射装置、充电管理平台和汽车网联信息系统之间数据交互的示意图，为了便于说明，仅示出与本发明相关的部分。
详述如下：
1、发送车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置。
待充电车辆在进入停车场并停放在车位之后，待充电车辆的汽车网联信息系统将待充电车辆的停放信息以及待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置发送给充电管理平台。其中，车辆停放信息包括停放方向和停放车位。
在停车过程中汽车信息网联系统获取待充电车辆停车前档位使用情况，根据档位使用情况判定待充电车辆的入库方式；根据所述入库方式判断待充电车辆的停放方向，其中，进入方式包括前进入库和倒车入库，当进入方式为前进入库时，车辆的停放方向为正向；当进入方式为倒车入库时，车辆的停放方向为反向。
上述根据档位使用情况判定待充电车辆的入库方式的方法包括：
汽车网联信息系统记录车辆在停车前切换倒档后的行驶距离，在行驶距离大于一定距离（例如，3米）同时换回前进档至停止移动的行驶距离小于另一距离（例如，2米），则判定该车辆为倒车入库；反之，车辆在停车前为前进档的行驶距离大于一定距离（例如，3米），则判定该车辆为前进入库。
进一步的，在待充电车辆与停车场车位中分别设置有相互匹配的无线射频收发装置，在待充电车辆完成停车后，汽车网联信息系统能够通过无线射频收发装置获取到车辆的停放车位。
2、接收无线充电请求。
用户需要对车辆进行充电时，通过汽车网联信息系统或者是与充电管理平台连接的用户端向充电管理平台发送无线充电请求。充电管理平台接收该无线充电请求，并根据无线充电请求选择与待充电车辆匹配的无线充电发射装置。
3、发送车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置。
充电管理平台向待充电车辆匹配的无线充电发射装置发送待充电车辆的车辆停放信息和待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，并且向无线充电发射装置发送为待充电车辆充电的指令。
4、移动至待充电车辆，无线充电发射线圈与无线充电接收线圈对准。
可移动的无线充电发射装置接收充电管理平台发送的待充电车辆的车辆停放信息和待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置。根据待充电车辆的车辆停放信息，无线充电发射装置能够知道待充电车辆的具体停放位置。从而，可移动的无线充电发射装置顺着停车场中的导向标记移动到该待充电车辆所停放的车位处。进一步，停车场各个车位中设有进入车底的方向标记，无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底，以供与待充电车辆车底处设置的无线充电接收装置匹配，为待充电车辆进行无线充电。方向标记的方向可以平行于车位的长，还可以是平行于车位的宽。当方向标记的方向与车位的长平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的前端或后端进入车底；当方向标记的方向与车位的宽平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的左侧或右侧进入车底。
其中，在无线充电发射装置进入车底之后，根据待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置移动，控制无线充电发射装置中的无线发射线圈与待充电车辆中的无线充电接收线圈对准，提高无线充电的效率。
具体的，在无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底的过程中，通过无线充电发射装置中的测距模块定时向外发送测距信号，当测距信号被遮挡时，获取遮挡物与无线充电发射装置的距离。由于无线充电发射装置进入的是车辆的车底，在进入车底过程中，主要的测距信号的遮挡物则是车辆的车轮。因此，可以根据上述测距方式分别测量无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置。
同时，根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮、两个后轮、两个左侧车轮还是两个右侧车轮。如图4所示，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的长，定义方向标记的方向为正方向时，当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个后轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个前轮；如图5所示，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽，定义方向标记顺时针旋转90°的方向为正方向的前提下，当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个右侧车轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个左侧车轮。
进而，结合待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置、无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置，以及车辆的停放信息能够换算出无线充电发射装置与待停放车辆中无线充电接收线圈的相对位置。从而根据无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置，能够控制无线充电发射装置的无线充电发射线圈与无线充电接收线圈对准。
例如，图6所示的待充电车辆的俯视示意图中，LF、RF、LR和RR分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的长，以无线充电接收线圈001的中心为原点建立直角坐标系，根据待充电车辆中无线充电接收线圈001与四个车轮的相对位置，可知四个车轮LF、RF、LR和RR的坐标。
待充电车辆的停放方向为反向，故，可移动的无线充电发射装置沿图示方向进入待充电车辆的车底的过程中，无线充电发射装置在A点位置时，测距模块发射的测距信号被左前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在A点与左前轮LF的相对距离L1。同样的，无线充电发射装置继续行驶距离S后到达B点，测距模块发射的测距信号被右前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在B点与右前轮RF的相对距离L2。
移动充电装置首先测到LF(左前轮)，把此时当前小车的位置视为坐标记为A点，测出移动充电装置发射线圈中心点与LF点的距离为L1，假设小车走了S到达B点，红外探测测到了与RF（右前轮）的距离为L2。
在直角三角形△AB(LF)中使用勾股定理得线段(LF)B的长L3为：
Figure 641104DEST_PATH_IMAGE001
已知LF、RF两点的坐标值，以及B点与RF点的距离为L2，B点与LF点的距离为L3，则可以唯一确定B点坐标，进而根据B点的坐标得到无线充电发射装置与无线充电接收线圈001的相对位置。其中，无线充电发射装置的位置实际测量中即是无线充电发射线圈的中心位置。因此，移动无线充电发射装置到达原点时，则可实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的对准。
在本实施例中，提供一种无线充电的线圈对准系统，通过充电管理平台将待充电车辆的车辆停放信息以及车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置发送给无线充电发射装置，以供无线充电发射装置先根据车辆停放信息移动到待充电车辆的停放车位，再结合车辆停放方向以及无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制无线充电发射装置移动到待充电车辆的车底，并停放在无线充电发射装置中的无线发射线圈与车辆的无线充电接收线圈对准处，为待充电车辆传输电能。采用可移动的无线充电发射装置实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的自动对准，线圈对准精度高，提高了车辆的无线充电效率。实施例二
基于上述实施例一，本发明一种无线充电的线圈对准系统的实施例二中，无线充电的线圈对准系统还包括与充电管理平台通讯连接的停车场管理系统。
停车场管理系统连接有停车场中分布设置的摄像装置，通过摄像装置获取进入停车场中车辆的行驶和停放情况、可移动无线充电发射装置的位置以及车位空闲情况等信息。
因此，在停车场管理系统检测到车辆进入停车场并停放时，通过摄像装置获取该车辆的停放车位以及停放方向等车辆停放信息，并将车辆停放信息传输给充电管理平台，以供该车辆需要无线充电时，调用车辆停放信息，控制可移动的无线充电发射装置移动至该车辆车底，为车辆进行无线充电。
在本实施例中，无线充电的线圈对准系统与停车场的停车场管理系统连接，直接从停车场管理系统中获取待充电车辆的车辆停放信息。通过系统之间的连通，获取停车场管理系统中现有资源，无需对车辆中汽车信息网联系统的功能开发，简化系统开发成本。
实施例三
请参阅图7，是本发明实施例三提供的无线充电的线圈对准方法的流程示意图，该方法适用于可移动的无线充电发射装置，如图2所示，无线充电发射装置100包括轮子101、测距模块102以及无线充电发射线圈103，轮子101用于实现无线充电装置的自由移动，测距模块102用于测量无线充电发射装置与车辆车轮间的相对距离，无线充电发射线圈103用于传输电能。所述方法包括如下步骤：
步骤S1：获取待充电车辆的车辆停放信息和所述待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；
步骤S2：所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；
可移动的无线充电发射装置接收充电管理平台发送的待充电车辆的车辆停放信息和待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置。根据待充电车辆的车辆停放信息，无线充电发射装置能够知道待充电车辆的具体停放位置。从而，可移动的无线充电发射装置顺着停车场中的导向标记移动到待充电车辆所停放的车位处。进一步，停车场各个车位中设有进入车底的方向标记，无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底，以供与待充电车辆车底处设置的无线充电接收装置匹配，为待充电车辆进行无线充电。
步骤S3：在沿着所述车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，通过所述测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置；
在无线充电发射装置进入车底之后，根据待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置移动，控制无线充电发射装置中的无线发射线圈与待充电车辆中的无线充电接收线圈对准，提高无线充电的效率。
具体的，在无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底的过程中，通过无线充电发射装置中的测距模块定时向外发送测距信号，当测距信号被遮挡时，获取遮挡物与无线充电发射装置的距离。由于无线充电发射装置进入的是车辆的车底，在进入车底过程中，主要的测距信号的遮挡物则是车辆的车轮。因此，可以根据上述测距方式分别测量无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置。
此外，在测距模块定时向外发送测距信号时，隔壁车位的车辆的车轮也会遮挡测距信号。同时，车轮存在一定的宽度，测距模块距离地面有一定的高度，因此，当车辆在车位中停歪时，测距模块检测到的距离与实际距离存在差值。故，为避免测距模块检测错误，在测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，才将该测距结果记录为有效距离，将连续检测到的有效距离的中间值作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离。
例如，如图8所示，测距模块距离地面的高度为H，测距模块定时发送的测距信号被车轮002遮挡的遮挡点有五个（图8中黑点），则将第三个点处检测到的测距结果作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离。
此外，当停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽，无线充电发射装置从车辆侧面进入车底时，测距模块检测到的测距结果作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离是与车轮边缘的距离，而非与车轮与地面切点的距离。因此，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽时，无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离为测距结果加上补偿距离。如图9所示，测距模块测得的测距结果为L，车轮半径为R，测距模块的高度为H，则补偿距离：
Figure 376978DEST_PATH_IMAGE002
步骤S4：根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；
步骤S5：移动所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的发射线圈与所述无线充电接收线圈对准。
根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮还是两个后轮。当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个后轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个前轮。当可移动无线充电发射端从侧面进入车底时，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽，定义方向标记顺时针旋转90°的方向为正方向的前提下，当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个右侧车轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个左侧车轮。
进而，结合待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置、无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置，以及车辆的停放信息能够换算出无线充电发射装置与待停放车辆中无线充电接收线圈的相对位置。从而根据无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置，能够控制无线充电发射装置的无线充电发射线圈与无线充电接收线圈对准。
例如，图6所示的待充电车辆的俯视示意图中，LF、RF、LR和RR分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，以无线充电接收线圈001的中心为原点建立直角坐标系，根据待充电车辆中无线充电接收线圈001与四个车轮的相对位置，可知四个车轮LF、RF、LR和RR的坐标。
待充电车辆的停放方向为反向，故，可移动的无线充电发射装置沿图示方向进入待充电车辆的车底的过程中，无线充电发射装置在A点位置时，测距模块发射的测距信号被左前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在A点与左前轮LF的相对距离L1。同样的，无线充电发射装置继续行驶距离S后到达B点，测距模块发射的测距信号被右前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在B点与右前轮RF的相对距离L2。
移动充电装置首先测到LF(左前轮)，把此时当前小车的位置视为坐标记为A点，测出移动充电装置发射线圈中心点与LF点的距离为L1，假设小车走了S到达B点，红外探测测到了与RF（右前轮）的距离为L2。
在直角三角形△AB(LF)中使用勾股定理得线段(LF)B的长L3：
Figure 920086DEST_PATH_IMAGE001
已知LF、RF两点的坐标值，以及B点与RF点的距离为L2，B点与LF点的距离为L3，则可以唯一确定B点坐标，进而根据B点的坐标得到无线充电发射装置与无线充电接收线圈001的相对位置。其中，无线充电发射装置的位置实际测量中即是无线充电发射线圈的中心位置。因此，移动无线充电发射装置到达原点时，则可实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的对准。
进一步的，车辆停放信息包括停放车位和停放方向，其中，所述停放方向的获取方式可以是通过停车场管理系统获取，还可以是通过汽车信息网联系统获取。
当通过汽车信息网联系统获取停车方向时，在停车过程中汽车信息网联系统获取待充电车辆停车前档位使用情况，根据档位使用情况判定待充电车辆的入库方式；根据所述入库方式判断待充电车辆的停放方向，其中，进入方式包括前进入库和倒车入库，当进入方式为前进入库时，车辆的停放方向为正向；当进入方式为倒车入库时，车辆的停放方向为反向。例如，汽车网联信息系统记录车辆在停车前切换倒档后的行驶距离，在行驶距离大于一定距离（例如，3米）同时换回前进档至停止移动的行驶距离小于另一距离（例如，2米），则判定该车辆为倒车入库；反之，车辆在停车前为前进档的行驶距离大于一定距离（例如，3米），则判定该车辆为前进入库。
当从停车场管理系统中获取停车方向时，停车场管理系统连接有停车场中分布设置的摄像装置，通过摄像装置获取进入停车场中车辆的行驶和停放情况、可移动无线充电发射装置的位置以及车位空闲情况等信息。因此，在停车场管理系统检测到车辆进入停车场并停放时，通过摄像装置获取该车辆的停放车位以及停放方向等车辆停放信息，并将车辆停放信息传输给充电管理平台，以供该车辆需要无线充电时，调用车辆停放信息，控制可移动的无线充电发射装置移动至该车辆车底，为车辆进行无线充电。
在本实施例中，无线充电发射装置从充电管理平台获取待充电车辆的车辆停放信息以及车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置之后，先根据车辆停放信息移动到待充电车辆的停放车位，再结合车辆停放方向以及无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制无线充电发射装置移动到待充电车辆的车底，并停放在无线充电发射装置中的无线发射线圈与车辆的无线充电接收线圈对准处，为待充电车辆传输电能。采用可移动的无线充电发射装置实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的自动对准，线圈对准精度高，提高了车辆的无线充电效率。
实施例四
请参阅图10，是本发明实施例四提供的无线充电发射装置，该装置为可移动的无线充电发射装置，该装置包括通讯模块10、行驶控制模块20、测距模块30以及无线充电发射线圈40。
通讯模块10，用于与充电管理平台通讯连接；
行驶控制模块20，用于通过通讯模块从充电管理平台中获取待充电车辆的车辆停放信息和待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制无线充电发射装置移动至待充电车辆，并沿着待充电车辆的停放车位的方向标记进入待充电车辆车底；
测距模块30，用于在沿着车辆停放车位的方向标记进入待充电车辆车底的过程中，测量无线充电发射装置分别与待充电车辆的两个车轮间的相对位置，并将无线充电发射装置分别与待充电车辆的两个车轮间的相对位置发送至行驶控制模块；
此外，测距模块30包括：
有效距离获取单元，用于测距模块定时发射测距信号，当测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，将测距结果记录为有效距离；
相对距离获取单元，用于将连续检测到的有效距离的中间值作为无线充电发射装置与车轮的相对距离。
行驶控制模块10，还用于根据无线充电发射装置分别与待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及车辆停放信息，计算出无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置；并根据无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置，控制无线充电发射装置的无线充电发射线圈与无线充电接收线圈对准。
行驶控制模块10包括:
第一相对位置确定单元，用于根据车辆停放信息以及无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，确定无线充电接收线圈与两个车轮的相对位置；
第二相对位置确定单元，用于根据无线充电发射装置分别与待充电车辆的两个车轮间的相对位置和无线充电接收线圈与两个车轮的相对位置，确定无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置。
详述如下：
可移动的无线充电发射装置接收充电管理平台发送的待充电车辆的车辆停放信息和待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置。根据待充电车辆的车辆停放信息，无线充电发射装置能够知道待充电车辆的具体停放位置。从而，可移动的无线充电发射装置顺着停车场中的导向标记移动到该待充电车辆所停放的车位处。进一步，停车场各个车位中设有进入车底的方向标记，无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底，以供与待充电车辆车底处设置的无线充电接收装置匹配，为待充电车辆进行无线充电。
在无线充电发射装置进入车底之后，根据待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置移动，控制无线充电发射装置中的无线发射线圈与待充电车辆中的无线充电接收线圈对准，提高无线充电的效率。
具体的，在无线充电发射装置沿着车位的方向标记进入待充电车辆的车底的过程中，通过无线充电发射装置中的测距模块定时向外发送测距信号，当测距信号被遮挡时，获取遮挡物与无线充电发射装置的距离。由于无线充电发射装置进入的是车辆的车底，在进入车底过程中，主要的测距信号的遮挡物则是车辆的车轮。因此，可以根据上述测距方式分别测量无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置。
此外，在测距模块定时向外发送测距信号时，隔壁车位的车辆的车轮也会遮挡测距信号。同时，车轮存在一定的宽度，测距模块距离地面有一定的高度，因此，当车辆在车位中停歪时，测距模块检测到的距离与实际距离存在差值。故，为避免测距模块检测错误，在测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，才将该测距结果记录为有效距离，将连续检测到的有效距离的中间值作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离。
例如，如图8所示，测距模块距离地面的高度为H，测距模块定时发送的测距信号被车轮002遮挡的遮挡点有五个（图8中黑点），则将第三个点处检测到的测距结果作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离。
此外，当停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽，无线充电发射装置从车辆侧面进入车底时，测距模块检测到的测距结果作为无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离是与车轮边缘的距离，而非与车轮与地面切点的距离。因此，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽时，无线充电发射装置与待充电车辆的车轮的相对距离为测距结果加上补偿距离。如图9所示，测距模块测得的测距结果为L，车轮半径为R，测距模块的高度为H，则补偿距离：
Figure 854544DEST_PATH_IMAGE002
根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮还是两个后轮。当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个后轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个前轮。当可移动无线充电发射端从侧面进入车底时，在停放车位中的方向标记的方向是平行于车位的宽，定义方向标记顺时针旋转90°的方向为正方向的前提下，当车辆停放方向为正向时，上述两个车轮为两个右侧车轮；当车辆停放方向为反向时，上述两个车轮为两个左侧车轮。
进而，结合待充电车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置、无线充电发射装置与待充电车辆的两个车轮的相对位置，以及车辆的停放信息能够换算出无线充电发射装置与待停放车辆中无线充电接收线圈的相对位置。从而根据无线充电发射装置与无线充电接收线圈的相对位置，能够控制无线充电发射装置的无线充电发射线圈与无线充电接收线圈对准。
例如，图6所示的待充电车辆的俯视示意图中，LF、RF、LR和RR分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，以无线充电接收线圈001的中心为原点建立直角坐标系，根据待充电车辆中无线充电接收线圈001与四个车轮的相对位置，可知四个车轮LF、RF、LR和RR的坐标。
待充电车辆的停放方向为反向，故，可移动的无线充电发射装置沿图示方向进入待充电车辆的车底的过程中，无线充电发射装置在A点位置时，测距模块发射的测距信号被左前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在A点与左前轮LF的相对距离L1。同样的，无线充电发射装置继续行驶距离S后到达B点，测距模块发射的测距信号被右前轮遮挡，从而检测到无线充电发射装置在B点与右前轮RF的相对距离L2。
移动充电装置首先测到LF(左前轮)，把此时当前小车的位置视为坐标记为A点，测出移动充电装置发射线圈中心点与LF点的距离为L1，假设小车走了S到达B点，红外探测测到了与RF（右前轮）的距离为L2。
在直角三角形△AB(LF)中使用勾股定理得线段(LF)B的长L3：
Figure 316750DEST_PATH_IMAGE001
已知LF、RF两点的坐标值，以及B点与RF点的距离为L2，B点与LF点的距离为L3，则可以唯一确定B点坐标，进而根据B点的坐标得到无线充电发射装置与无线充电接收线圈001的相对位置。其中，无线充电发射装置的位置实际测量中即是无线充电发射线圈的中心位置。因此，移动无线充电发射装置到达原点时，则可实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的对准。
进一步的，车辆停放信息包括停放车位和停放方向，其中，所述停放方向的获取方式可以是通过停车场管理系统获取，还可以是通过汽车信息网联系统获取。
当通过汽车信息网联系统获取停车方向时，在停车过程中汽车信息网联系统获取待充电车辆停车前档位使用情况，根据档位使用情况判定待充电车辆的入库方式；根据所述入库方式判断待充电车辆的停放方向，其中，进入方式包括前进入库和倒车入库，当进入方式为前进入库时，车辆的停放方向为正向；当进入方式为倒车入库时，车辆的停放方向为反向。例如，汽车网联信息系统记录车辆在停车前切换倒档后的行驶距离，在行驶距离大于一定距离（例如，3米）同时换回前进档至停止移动的行驶距离小于另一距离（例如，2米），则判定该车辆为倒车入库；反之，车辆在停车前为前进档的行驶距离大于一定距离（例如，3米），则判定该车辆为前进入库。
当从停车场管理系统中获取停车方向时，停车场管理系统连接有停车场中分布设置的摄像装置，通过摄像装置获取进入停车场中车辆的行驶和停放情况、可移动无线充电发射装置的位置以及车位空闲情况等信息。因此，在停车场管理系统检测到车辆进入停车场并停放时，通过摄像装置获取该车辆的停放车位以及停放方向等车辆停放信息，并将车辆停放信息传输给充电管理平台，以供该车辆需要无线充电时，调用车辆停放信息，控制可移动的无线充电发射装置移动至该车辆车底，为车辆进行无线充电。
此外，所述无线充电发射装置中还包括无线充电通信单元，用于与无线充电接收装置进行信息交互，实现可移动无线充电发射装置与电动汽车的无线充电过程中的信息传输与参数控制。
在本实施例中，无线充电发射装置中的通讯模块从充电管理平台获取待充电车辆的车辆停放信息以及车辆中无线充电接收线圈相对车轮的安装位置之后，行驶控制模块根据车辆停放信息控制无线充电发射装置移动到待充电车辆的停放车位，再结合车辆停放方向以及无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制无线充电发射装置移动到待充电车辆的车底，并根据测距模块测量无线充电发射装置分别与待充电车辆的两个车轮间的相对位置，以使无线充电发射装置停放在无线发射线圈与车辆的无线充电接收线圈对准处，为待充电车辆传输电能。采用可移动的无线充电发射装置实现无线充电发射线圈与无线充电接收线圈的自动对准，线圈对准精度高，提高了车辆的无线充电效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电的线圈对准方法，其特征在于，所述方法适用于可移动的无线充电发射装置，所述无线充电发射装置包括发射线圈以及测距模块，所述方法包括以下步骤：
S1：获取待充电车辆的车辆停放信息和所述待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；
S2：所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；
S3：在沿着车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，通过所述测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置；
S4：根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；
S5：根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的发射线圈与所述无线充电接收线圈对准；
其中，方向标记的方向是平行于车位的长，或者是平行于车位的宽；当方向标记的方向与车位的长平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的前端或后端进入车底；当方向标记的方向与车位的宽平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的左侧或右侧进入车底；
其中，根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮、两个后轮、两个左侧车轮还是两个右侧车轮。
2.如权利要求1所述的无线充电的线圈对准方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
所述测距模块定时发射测距信号，当所述测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，将所述测距结果记录为有效距离；
将连续检测到的所述有效距离的中间值作为所述无线充电发射装置与所述车轮的相对距离。
3.如权利要求1所述的无线充电的线圈对准方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤:
根据所述车辆停放信息以及所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，确定所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置；
根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置和所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置。
4.如权利要求1-3任一所述的无线充电的线圈对准方法，其特征在于，所述车辆停放信息包括停放车位和停放方向，其中，通过停车场管理系统和/或汽车网联信息系统获取所述停放方向。
5.一种无线充电发射装置，其特征在于，所述装置为可移动的无线充电发射装置，所述装置包括测距模块、无线充电发射线圈、行驶控制模块以及通讯模块；
所述通讯模块，用于与充电管理平台通讯连接；
行驶控制模块，用于通过所述通讯模块从所述充电管理平台中获取待充电车辆的车辆停放信息和所述待充电车辆的无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，控制所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；
所述测距模块，用于在沿着车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置，并将所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置发送至所述行驶控制模块；
所述行驶控制模块，还用于根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，计算出所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；并根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的无线充电发射线圈与所述无线充电接收线圈对准；
其中，方向标记的方向是平行于车位的长，或者是平行于车位的宽；当方向标记的方向与车位的长平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的前端或后端进入车底；当方向标记的方向与车位的宽平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的左侧或右侧进入车底；
其中，根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮、两个后轮、两个左侧车轮还是两个右侧车轮。
6.如权利要求5所述的无线充电发射装置，其特征在于，所述测距模块包括：
有效距离获取单元，用于所述测距模块定时发射测距信号，当所述测距模块检测到的测距结果小于预设距离时，将所述测距结果记录为有效距离；
相对距离获取单元，用于将连续检测到的所述有效距离的中间值作为所述无线充电发射装置与所述车轮的相对距离。
7.如权利要求5所述的无线充电发射装置，其特征在于，所述行驶控制模块包括:
第一相对位置确定单元，用于根据所述车辆停放信息以及所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，确定所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置；
第二相对位置确定单元，用于根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置和所述无线充电接收线圈与所述两个车轮的相对位置，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置。
8.一种无线充电的线圈对准系统，其特征在于，所述系统包括可移动的无线充电发射装置、充电管理平台和汽车网联信息系统，所述充电管理平台分别与所述汽车网联信息系统和无线充电发射装置通讯连接；
所述充电管理平台从所述汽车网联信息系统获取待充电车辆的车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置，并将所述待充电车辆的车辆停放信息和无线充电接收线圈相对车轮的安装位置发送至所述无线充电发射装置；
所述无线充电发射装置包括通讯模块，用于接收所述充电管理平台发送的所述待充电车辆的车辆停放信息和所述无线充电接收线圈相对车轮的安装位置；所述无线充电发射装置移动至所述待充电车辆，并沿着所述待充电车辆的停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底；在沿着车辆停放车位的方向标记进入所述待充电车辆车底的过程中，通过测距模块测量所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置；根据所述无线充电发射装置分别与所述待充电车辆的两个车轮间的相对位置、无线充电接收线圈相对车轮的安装位置以及所述车辆停放信息，确定所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置；根据所述无线充电发射装置与所述无线充电接收线圈的相对位置，控制所述无线充电发射装置的无线充电发射线圈与所述无线充电接收线圈对准；
其中，方向标记的方向是平行于车位的长，或者是平行于车位的宽；当方向标记的方向与车位的长平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的前端或后端进入车底；当方向标记的方向与车位的宽平行时，可移动的无线充电发射装置从车辆的左侧或右侧进入车底；
其中，根据车辆停放信息中的停放方向能够确定上述两个车轮是待停放车辆的两个前轮、两个后轮、两个左侧车轮还是两个右侧车轮。
9.如权利要求8所述的无线充电的线圈对准系统，其特征在于，
所述汽车网联信息系统获取所述待充电车辆停车前档位使用情况，根据所述档位使用情况判定所述待充电车辆的入库方式；
根据所述入库方式判断所述待充电车辆的停放方向；
其中，进入方式包括前进入库和倒车入库。
10.如权利要求8所述的无线充电的线圈对准系统，其特征在于，所述系统还包括与所述充电管理平台通讯连接的停车场管理系统；
所述停车场管理系统用于获取待停放车辆的车辆停放信息，并将所述车辆停放信息传输至所述充电管理平台；
其中，所述车辆停放信息包括停放车位和停放方向。
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